Управляемый мост транспортного средства

 

1. УПРАВЛЯЕМЫЙ МОСТ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий балку, поворотные кулаки, установленные на шкворнях, связанных с балкой. колеса, снабженные пневматическими шинами и закрепленные на цапфах поворотных кулаков, а также рулевую трапецию, поворотные рычаги которой соединены с поворотными кулаками, отличающийся тем, что, с целью обеспечения автоматической установки оптимального схождения колес, шкворни присоединены к балке посредством направляющего аппарата с возможностью плоскопараллельного перемещения вдоль продольной оси балки и снабжены синхронизирующим механизмом, обеспечивающим их одинаковое перемещение во взаимно противоположных направлениях.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(5р В 62 D 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С0

1Я

СР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 1997686/27-11 (22) 01.02.74 (46) 23.01.84. Бюл. № 3 (72) М. В. Морозов и А. А. Жирнов (71) Горловский филиал Донецкого ордена

Трудового Красного Знамени политехнического института (53) 629. 113.014.52 (088.8) (56) 1. Литвинов А. С. и др. Шасси автомобиля. М., 1963, с. 402. (54) (57) 1. УПРАВЛЯЕМЫЙ МОСТ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий балку, поворотные кулаки, установленные на шкворнях, связанных с балкой, „.SUÄÄ 1068320 А колеса, снабженные пневматическими шинами и закрепленные на цапфах поворотных кулаков, а также рулевую трапецию, поворотные рычаги которой соединены с поворотными кулаками, отличающийся тем, что, с целью обеспечения автоматической установки оптимального схождения колес, шкворни присоединены к балке посредством направляющего аппарата с возможностью плоскопараллельного перемеще. ния вдоль продольной оси балки и снабжены синхронизирующим механизмом, обеспечивающим их одинаковое перемещение во взаимно противоположных направлениях.

106S320

2. Управляемый мост по п. 1, отличаюи1ийся тем, что направляющий аппарат выполнен в виде шарнирно соединенных между собой рычагов; свободный конец одного из которых шарнирно закреплен на балке, свободный конец другого шарнирно соединен со шкворнем, а синхронизирующий механизм выполнен в виде коромысла, шарнирно закрепленного в середине балки, к концам которого на равных расстояниях

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к управляемым мостам транспортного средства.

Известен управляемый мост транспортного средства, содержащий балку, пово- 5 ротные кулаки, установленные на шкворнях, связанных с балкой, колеса, снабженные пневматическими шинами и закрепленные на цапфах поворотных кулаков, а также рулевую трапецию, поворотные рычаги которой соединены с поворотными кулаками (1) .

Недостатком известного переднего управляемого моста является то, что он не обеспечивает оптимального схождения управляемых колес при езде в изменяющих- 1S ся условиях.

Целью изобретения является обеспечение автоматической установки оптимального схождения колес.

Цель достигается тем, что в управляемом мосту транспортного средства, содержащем балку, поворотные кулаки, установленные на шкворнях, связанных с балкой, колеса снабженные пневматическими шинами и закрепленные на цапфах поворотных кулаков, а также рулевую трапецию, поворотные рычаги которой соединены с поворотными кулаками, шкворни присоединены к балке посредством направляющего аппарата с возможностью плоскопараллельного перемещения вдоль продольной оси балки и снабжены синхронизирующим механизмом, ЗО обеспечивающим их одинаковое перемещение во взаимно противоположных направлениях.

Кроме того, направляющий аппарат выполнен в виде шарнирно соединенных между собой рычагов, свободный конец одного из которых шарнирно, закреплен на балке, свободный конец другого шарнирно соединен со шкворнем, а синхронизирующий механизм выполнен в виде коромысла, шарнирно закрепленного в середине балки, 4О к концам которого на равных расстояниях от точки его закрепления шарнирйо присоединены равновеликие тяги, также шарнирно соединенные со шкворнями, при этом углы между коромыслом и каждой из тяг равны, а оси шарниров, связывающих рычаги между собой, со шкворнями и балкой, перпендикулярны к осям шарниров, связывающих коромысло с балкой, тяги с коромыслом и шкворнями. от точки его закрепления шарнирно присоединены равновеликие тяги, также шарнкрно соединенные со шкворнями, при этом углы между коромыслом и каждой из тяг равны, а оси шарниров, связывающих рычаги между собой, со шкворнями и балкой, перпендикулярны к осям шарниров, связывающих коромысло с балкой, тяги с коромыслом и шкворнями.

На фиг. 1 изображен передний управляемый мост, общий вид; на фиг. 2 — направляющее устройство.

Управляемый мост транспортного средства содержит балку 1 передней оси, шкворни 2 и 3, присоединенные к ней с двух сторон посредством направляющего аппарата с возможностью плоскопараллельного перемещения вдоль продольной оси балки.

Направляющий аппарат выполнен в виде рычагов 4 и 5, шарнирно соединенных посредством пальца 6 с вильчатым рычагом 7

Свободные концы рычагов 4 и 5 шарнирно закреплены на балке 1 посредством пальца 8. Шкворень 2 на верхнем выступающем конце имеет прилив со сквозным отверстием, который входит в вилку рычага 7, имеющей также отверстия на каждом конце для шарнирного закрепления их посредством пальца 9.

Направляющий аппарат с другой стороны балки имеет аналогичную конструкцию.

Управляемый мост включает также синхронизирующий механизм, обеспечивающий одинаковое перемещение шкворней во взаимно противоположных направлениях и содержащий коромысло 10, закрепленное посредством шарнира 11 в середине балки 1, к концам которого на равных расстояниях от точки закрепления присоединены посредством шарниров 12 и 13 равновеликие тяги 14 и 15, также шарнирно связанные со шкворнями 2 и 3. Равновеликие тяги 14 и 15 образуют с коромыслом 10 равные углы. Концы этих тяг установлены между внутренними торцовыми поверхностя1068329

1О

15 го

30

55.ми вилок поворотных кулаков 16 и 17 управляемых колес 18 и 19, при этом поворотные кулаки 16 и 17 шарнирно соединены соответственно с тягами 14 и 15 шкворйями 2 и 3, а оси пальцев- 6, 8 и 9 перпендикулярны осям шарниров 11 — 13, и шарниров, соединяющих коромысло со шкворнями 2 и 3.

Управляемые колеса 18 и 19 моста установлены так, что их плечи обкатки равйы нулю, т. е. следы продольных осей шкворней 2 и 3 на плоскость дороги должны попадать на лийии действия сил сопротивления качению соответственно в цейтры пятей контакта шин колес с дорогой.

Управляемый мост содержит также рулевую трапецию, включающую поперечную тягу 20, к койцам которой закреплены рулевые поворотные рычаги 21 и 22, соединенйые с поворотными кулаками 16 и 17.

Передйий управляемый мост связан с рамой транспортйого средства с помощью рессор.23 и 24.

Работа устройства осуществляется следущим образом, На неподвижном транспортном средстве (автомобиле) устанавливают угол схождения управляемых колес 18 и 19 в соответствии с техническими условиями. Если в процессе прямолийеййого движения трайспортного средства по горизонтальной дороге действительное схождение управляемых колес соответствует оптимальному зйачению, то боковые силы, действующие в пятне контакта шин колес 18 и 19 с дорогой, равны минимальйому зйачению (йулю) . Действие боковых сил соответственйо через колеса 18 и 19, поворотные кулаки

16 и 17, тяги 14 и 15 синхронизирующего механизма передается. йа шарниры 12 и 13 коромысла 10. Так как боковые силы на концах коромысла равны нулю, то синхронизирующий механизм не срабатывает.

Ширина колеи управляемых колес 18 и 19 движущегося транспортного средства не изменяется, остается прежйим и угол схождения. Если же действительное схождение управляемых колес 18 и 19 в процессе прямолинейной езды по горизонтальной дороге меньше оптимального, то боковые силы, действующие в пятне контакта шин обоих управляемых колес, будут больше мийимального значейия и направлены наружу перпендикулярно оси движущегося транспортйого средства, т. е. в разные

-стороны.

На койцах коромысла 10 действуют две равйые по величине, направленные наружу, параллельйые силы, каждая из которых приложена к соответствующему шарниру 12 или 13 и равна боковой силе, действующей в пятне контакта шин колеса 18 или 19 с дорогой. Ойи создают пару сил, момент которой поворачивает коромысло 10 по часовой стрелке относительно шарнира !1.

При повороте коромысла перемещаются тяги 14 и 15, а также кинематически связанные с ними йоворотные кулаки 16 и 17 с управляемыми колесами 18 и 19. Происходит увеличение ширины колеи. В этом случае синхронизирующий механизм обеспечивает автоматическое увеличение ширины колеи за счет перемещения левого и пра вого управляемых колес на одинаковые расстояния. При этом синхронизирующий механизм также предотвращает возможность перекосов управляемых колес в вертикальной плоскости. Одновременно с синхронизирующим механизмом срабатывают направляющие аппараты, происходит измейение положения всех их рычагов, предотвращая возможность перекосов управляемых колес в горизонтальной плоскости.

Таким образом, согласованная работа синхронизирующего и направляющего механизмов обеспечивает одновременное перемещение левого и правого управляемых колес

18 и 19 с поворотными кулаками 16 и 17 на одинаковые расстояния и без перекосов.

Увеличение ширины колеи управляемых колес приводит к повороту рычагов 21 и 22 рулевой трапеции, так как они соединены с перемещающимися вдоль продольной оси балки 1 поворотными кулаками 16 и 17.

Изменение положения рычагов 21 н 22 сопровождается увеличейием схождения управляемых колес вследствие их поворота совместно с поворотными кулаками 16 и 17 относительно шкворней 2 и 3. По мере увеличения действительного схождения управляемых колес движущегося транспортного средства и приближения его к оптимальному боковые силы в пятне контакта шин колес с дорогой уменьшаются, приближаясь к минимальному значению (нулю).

В момент достижения действительным схождением оптимальной величины боковые силы достигнут минимального значения (нуля) их разность как в пятнах контакта шин, так и на концах поромысла 10, будет равна нулю.

Вследствие того, что разность боковых сил в шарнирах 12 и 13 коромысла 10 равна нулю, их момент также равен нулю. Поэтому прекратится принудительное изменение ширины колеи и схождения управляемых колес, зафиксировав его оптимальную величину

Если же действительное схождение управляемых колес 18 и 19 при прямолинейной езде по горизонтальной дороге больше оптимального, то боковые силы на обеих колесах будут больше минимального значения, но направлены внутрь перпендикулярно оси движущегося транспортного средства (тоже в разные. стороны, но противоположного направления). В шарнирах 12 и 13 коро1068320 мысла 10 и в этом случае действуют две равные по абсолютной величине силы, создающие пару сил. Момент пары сил поворачивает коромысло против часовой стрелки относительно шарнира 11. Поворот коромысла 10 сопровождается соответствующими перемещениями тяг 14 и 15, а также кинематически связанных с ними поворотных кулаков 16 и 17 с колесами 18 и 19. Происходит принудительное уменьшение ширины колеи управляемых колес.

Уменьшение ширины колеи колес 18 и 19 приводит к соответствующему повороту рычагов 21 и 22 рулевой трапеции. Изменение положения этих рычагов сопровождается уменьшением схождения колес 18 и 19. По мере принудительного уменьшения действительного схождения управляемых колес движущегося транспортного средства и приближения его к оптимальному, боковые силы в пятне контакта шин колес с дорогой уменьшаются, приближаясь к минимальному значению (нулю). В момент достижения действительным схождением оптимальной величины, боковые силы достигнут минимального значения (нуля), их разность как в пятнах контакта шин, так и на концах коромысла 10 равна нулю.

Вследствие того, что разность боковых сил в шарнирах 12 и 13 равна нулю, их момент также равен нулю. Поэтому прекратится принудительное изменение ширины колеи и схождение управляемых колес, зафиксировав его оптимальную величину.

При поворотах транспортного средства в пятне контакта шин управляемых колес с дорогой, кроме боковых сил от несоответствия действительного схождения оптимальному, действуют еще центробежные боковые силы инерции поворота, вызывающие ответные реакции со стороны дороги.

Боковые центробежные силы инерции на обоих колесах в любой момент времени (при поворотах транспортного средства в любую сторону с разными углами) равны по абсолютной величине и направлены в одну сторону. Поэтому их разность всегда р а вя а нулю.

Следовательно, в момент действия этих сил на шарйирах 12 и 13 коромысла 10 синхронизирующего механизма передаются суммарные боковые силы (сумма сил от несоответствия действительного схождения оптимальному и центробежных сил поворота), но на общую разность боковых сил оказывают влияние только силы от несоответствия действительного схождения колес оптимальному. Поэтому автоматическая установка оптимального схождения управляемых колес при поворотах транспортного средства осуществляется так же, как и при прямолинейной езде.

Если действительное схождение управляемых колес 18 и 19 при повороте транспортного средства равно оптимальному, 10

ЗО

55 то в пятне контакта шин обоик колес с дорогой действуют центробежные боковые силы поворота. Они равны по абсолютной величине на обоих колесах и направлены в одну сторону. Боковые силы от несоответствия действительного схождения оптимальному в этом случае равны нулю.

Поэтому коромысло 10 не поворачивается относительно шарнира 11, ширина колеи управляемых колес не изменяется. Остается зафиксированным оптимальный угол схождейия.

В случае, когда действительное схождение управляемых колес при повороте транспортного средства отличается (больше или меньше) от оптимального, то в пятне коитакта шин обоих управляемых колес, кроме боковых сил поворота, яаправлейяых в одну сторону, действуют боковые силы от несоответствия действительного схождения оптимальному, направленные в разные стороны (Наружу или внутрь по отношению к продольной оси транспортного средства).

Таким образом, на одном колесе боковые силы поворота и несоответствия схождения направлены в одну сторону, их равнодействующая, передаваемая на один из концевых шарниров коромысла 10, равна сумме сил. На другом же колесе эти силы направлены в разные стороны и их равнодействующая, передаваемая яа другой концевой шарнир коромысла, равна разности сил. Следовательно, яа концевых шарнирах 12 и 13 коромысла в этом случае действуют силы, разные по величине (при сравнительно крутых поворотах они направлены в одну сторону, так как центробежные силы поворота в этом случае больше по абсолютной величине, чем силы от несоответствия схождения, при поворотах же с большим радиусом они могут быть направлейы в разные стороны вследствие того, что силы от несоответствия схождения иногда бывают больше боковых сил поворота). Их разность не равна нулю. Эти силы создают момент на коромысле 10, поворачивающий его относительно шарнира 11 в соответствующую сторону. Это приводит к такому изменению ширины колеи управляемых колес, при котором действительное схождение, принудительно изменяясь, приближается к оптимальному. Вследствие того, что действительное схождение колес

18 и 19 приближается к оптимальному, боковые силы от несоответствия схождения уменьшаются, приближаясь к минимуму (нулю), а боковые силы поворота остаются прежними. В тот момент, когда действительное схождение колес, вследствие его приНудительного изменения, достигает оптимального значения, боковые силы в пятне контакта шия колес с дорогой от несоответствия действительного схождения оптимальному достигнут минимума (нуля) . На

1068320

Составитель С. Семченко

Редактор Н. Пушненкова Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 10938/14 Тираж 632 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам . изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 концах коромысла 10 действуют только боковые силы поворота, а они равны между собой по абсолютной величине и направлены в одну сторону.

Разность боковых сил поворота равна нулю, их момент также равен нулю. Следовательно, в этот момент коромысло 10 прекратит поворот относительно шарнира

11 ширина колеи и схождение управляемых

-колес не изменяются, фиксируя оптимальное схождение колес на повороте. А оптимальное схождение колес гарантирует наиболее экономичные эксплуатационные показатели, так как изменение углов схожде5 ния в любую сторону от оптимального значения сопровождается увеличением силы сопротивления качению за счет роста ее боковой составляющей, ухудшением топливной экономичности и ускоренным износам шин.